वरील उदाहरणांवरून आपल्या लक्षात येते की विविध घटनांमुळे ध्वनी निर्माण झाला. काही उदाहरणांत वस्तू कंप पावल्यामुळे ध्वनी निर्माण झाला. उदाहरणार्थ, घंटा, वाद्याची तार किंवा पडदा फटाका वाजवणे, टाळी वाजवणे, वीज कडकडणे अशा काही उदाहरणांमध्ये कंपन प्रत्यक्ष जाणवत नाही, पण तेथेही कंपने निर्माण होतात. ही सर्व कंपने हवेतील रेणूंना दिली जातात आणि ध्वनी निर्माण होतो. तळ्यातील संथ पाण्यात दगड फेकला, तर लाटा निर्माण होताना आणि त्या काठापर्यंत जाताना तुम्ही पाहिल्या असतील. कंपने अशीच हवेतून आपल्यापर्यंत पोहोचतात आणि आपल्याला ध्वनी ऐकू येतो.

ध्वनी कसा निर्माण होतो व एखाद्या माध्यमातून प्रवास करून आपल्यापर्यंत पोहोचतो व ऐकू येतो हे तुम्ही मागील इयत्तेत शिकला आहात. ध्वनी निर्माण होण्यासाठी वस्तूचे कंपन होणे आवश्यक असते, हेही तुम्ही पाहिले. प्रस्तुत पाठामध्ये कंपन म्हणजे काय, ध्वनीची उच्चनीचता, ध्वनीची तीव्रता व पातळी या गोष्टी आपण समजून घेणार आहोत.

तंबोऱ्यासारख्या तंतुवाद्याची तार छेडली असता ती तार कंपन पावत असल्याचे दिसते. कंपन पावताना तारेची दोन्ही टोके स्थिर असतात . कंपन पावताना तार मध्यस्थितीपासून एका बाजूला जाऊन पुन्हा मध्यस्थितीत येते. तारेची अशी गती पुन्हा पुन्हा ठरावीक काळाने होत राहते. या गतीला नियतकालिक गती (Periodic motion) असे म्हणतात.

ध्वनी निर्माण करणाऱ्या अशा कंपनांचा अभ्यास एका साध्या ‘दोलका’च्या साहाय्याने करता येतो.

दोलक,दोलन व दोलनगती (Oscillator, Oscillation and Oscillatory motion)

बागेत झोपाळ्यावर झोके घेत असलेली मुले तुम्ही पाहिली असतील. असे झोके घेत असणाऱ्या झोपाळ्याच्या गतीचे काळजीपूर्वक निरीक्षण करा. बागेतील एका झोपाळ्याजवळ जाऊन तो स्थिर असताना त्याच्याखाली जमिनीवर एक खूण करा. या खुणेला तुम्ही झोपाळ्याची मध्यस्थिती म्हणू शकता. आता झोपाळ्याला एक जोरदार झोका द्या व झोपाळ्याचे निरीक्षण करा. झोपाळा एका टोकापासून दुसऱ्या टोकाकडे पुन्हापुन्हा मध्यस्थिती ओलांडताना दिसेल. अशा प्रकारे पुन्हापुन्हा पुढे-मागे होणारा झोपाळा हा एक दोलक आहे. झुलणारा झोपाळा एका टोकाकडून दुसऱ्या टोकापर्यंत जाऊन पुन्हा पहिल्या टोकापर्यंत येतो, तेव्हा झोपाळ्याचे एक दोलन पूर्ण होते. मध्यस्थितीमधून पुन्हापुन्हा पुढे-मागे होणारी दोलकाची गती म्हणजे दोलनगती होय.

एक रिकामे चिनीमातीचे भांडे किंवा स्टीलचा रिकामा पेला घ्या. त्यावर एक रबरबँड चित्रात दाखवल्याप्रमाणे ताणून बसवा. आता रबरबँडला झटका द्या. कमी-अधिक बल वापरून हीच कृती पुन्हापुन्हा करा. हे करताना रबरबँड जास्तीत जास्त कुठपर्यंत ताणला जातो याचे निरीक्षण करा. येणाऱ्या ध्वनीचीनोंदघ्या व बाजूला दिलेल्या आकृतीबरोबर तुलना करा.

रबरबँड ताणून तो सोडून दिल्यानंतर त्याला कंपने प्राप्त होतात. बाजूच्या आकृतीशी कंपनांची तुलना करू. जेव्हा रबराच्या मूळ स्थितीपासून (A) रबर ताणले जाते, तेव्हा ते B या स्थितीत येते. या वेळी रबर वक्र स्थितीत येते. मूळ स्थितीपासून म्हणजेच A पासून रबर ताणल्यानंतरच्या म्हणजेच B पर्यंतच्या जास्तीत जास्त अंतरालाच कंपनाचा आयाम (Amplitude) असे म्हणतात. जेव्हा रबरावर जास्त बल लावले जाते, तेव्हा ते जास्त ताणले जाते म्हणजेच आयाम वाढतो. सोडून दिल्यावर अशा रबराचा मोठा आवाज येतो. रबरावर कमी बल लावले की रबर कमी ताणले जाते. तेव्हा आयाम कमी होतो. अशा वेळी आवाजही लहान येतो.

 सुमारे अर्ध्या मीटर लांबीचा एक पक्का दोरा घ्या. त्याला एक छोटासा लोखंडी अथवा लाकडी गोळा बांधा व चित्रात दाखवल्याप्रमाणे एका आधारकाला हवेत अधांतरी राहीलअसाटांगून ठेवा. यादोलकालालंबक (Pendulum) असे म्हणतात. लंबकाला दोलनगती द्या.लंबकाच्या A या मूळ स्थितीपासून B किंवा C पर्यंत व्यापलेल्या महत्तम अंतरास दोलनाचा आयाम म्हणतात. आकृतीमध्येAB किंवा AC हा दोलनाचा आयाम आहे.

दोलकाचा दोलनकाळ व वारंवारिता (Time period of oscillation and frequency)

दोलकाला एक दोलन पूर्ण करण्यासाठी लागलेल्या कालावधीला दोलकाचा दोलनकाळ असे म्हणतात. मागील कृतीमध्ये दोलकाला B या ताणलेल्या स्थितीपासून A या मूळ स्थितीकडे व तेथून C या स्थितीकडे व परत A कडे व A कडून पुन्हा B या स्थितीपर्यंत असे B-A-C-A-B अंतर कापण्यास लागणारा वेळ म्हणजेच दोलकाचा दोलनकाळ T असे म्हणतात. दोलकाने एका सेकंदात पूर्ण केलेल्या दोलनसंख्येला दोलकाची वारंवारिता असे म्हणतात. मागील कृतीत B-A-C-A-B हे एकूण अंतर म्हणजे एक दोलन होय.

प्लॅस्टिकची एक मोजपट्टी घेऊन चित्रात दाखवल्याप्रमाणे टेबलावर अशी दाबून धरा, की जेणेकरून पट्टीचा बराचसा भाग बाहेर राहील. आता तुमच्या मित्राला पट्टीचा मोकळा भाग खालच्या दिशेत दाबून सोडण्यास सांगा. तुम्हांला काय दिसते याचे निरीक्षण करा. आता तुम्ही पट्टीच्या अशा बिंदूवर बोटाने दाबा, जेणेकरून पट्टीचा आवाज बंद होईल. आता पट्टी 10 सेमी अात घेऊन पुन्हा मूळ कृती करा. पहिल्या व दुसऱ्या आवाजांत येणाऱ्या फरकाची नोंद घ्या. वारंवारिता व आवाजाच्या उंचीत फरक पडतो, तेही लक्षात घ्या. पट्टीच्या मोकळ्या भागाची लांबी कमीकमी करून काय होते याचीही नोंद घ्या.

पुरेशा लांबीचा पक्का दोरा घ्या. दोऱ्याला धातूचा किंवा एक लाकडी लहान गोळा बांधून दोलक तयार करा. दोलकाच्या दोऱ्याची लांबी सेंटिमीटरमध्ये मोजूननोंद करा. हा तयार केलेला दोलक आधारकाला अधांतरी टांगा. आता या दोलकास झोका द्या. 20 दोलने किती सेकंदांत पूर्ण होतात, हे स्टॉप-वॉचच्या साहाय्याने नोंदवा. आता दोलकाची लांबी 10 सेमीने कमी करून वरील कृती पुन्हा करा. अशी कृती 4 ते 5 वेळा करा. प्रत्येक वेळी दोलकाची लांबी 10 सेमीने कमी करून येणाऱ्या नोंदी पुढील सारणीत नोंदवा व वारंवारितेचे मापन करा.

ध्वनीची उच्चनीचता (High and Low Pitch of Sound)

चित्रात दाखवल्याप्रमाणे सुमारे 80 ते 90 सेमी लांब व 5 सेमी रुंद अशी एक फळी घ्या. त्यावर दोन्ही टोकांकडून काही सेमी सोडून दोन खिळे हाताेडीच्या साहाय्याने ठोका. त्या दोन खिळ्यांदरम्यान एक बारीक तार ताणून पक्की करा. चित्रात दाखवल्याप्रमाणे खिळ्यांजवळ तारेखाली दोन्ही बाजूंनी लाकडी किंवा प्लॅस्टिकचा एक-एक त्रिकोणी ठोकळा सरकवा व हलकेच तार छेडा.

तुम्हांला आवाज आला का? ती तार कंपित होते का याचे निरीक्षण करा. आता लाकडाचे 2-3 छोटे चौकोनी ठोकळे एका बाजूच्या त्रिकोणी ठोकळ्याखाली असे सरकवा, की तारेच्या लांबीत काही फरक पडणार नाही. लाकडाच्या ठोकळ्यामुळे तारेतील तणावात काही फरक पडतो का याचे निरीक्षण करा. आता बोटाच्या साहाय्याने तारेला छेडा व ध्वनी ऐका. तसेच तारेचे कंपनही पहा . कंपनांच्या वारंवारितेमध्ये काय फरक जाणवतो याची नोंद घ्या. नोंदीवरून काय आढळले? तारेचा ताण वाढवला तर वारंवारिता वाढते व ताण कमी केला तर वारंवारिता कमी होते. ताण वाढलेला असताना येणारा ध्वनी उच्च असतो, तर ताण कमी असताना तो नीचतम असतो. याला ध्वनीची उच्च नीचता असे म्हणतात.

1. सिंहाची डरकाळी व डासाचे गुणगुणणे यांपैकी कोणत्या आवाजाची पट्टी उच्च असेल?
   2. सतारीमध्ये उच्च पट्टी व नीच पट्टीच्या आवाजासाठी काय रचना असते?

ध्वनीची तीव्रता-ध्वनीची पातळी (Intensity of sound-sound level)

 ध्वनीचा लहान-मोठेपणा सांगण्यासाठी ध्वनीची तीव्रता व ध्वनीची पातळी या दोन संज्ञा वापरतात. ध्वनीची पातळी म्हणजे आपल्या कानांना जाणवणारी ध्वनीची तीव्रता. ही ध्वनीच्या कंपनांच्या आयामाच्या वर्गाच्या प्रमाणात असते. उदाहरणार्थ, आयाम दुप्पट केला तर ध्वनीची तीव्रता चौपट होते.

श्राव्य ध्वनी (Audible sound)

 मनुष्यास ऐकू येणाऱ्या ध्वनीची वारंवारिता 20 Hz ते 20,000 Hz या दरम्यान असते. आपल्या कानाला तोच ध्वनी ऐकू येतो.

अवश्राव्य ध्वनी (Infrasonic sound)

आपल्या दोन्ही हातांची होणारी हालचाल, झाडावरून पाने गळून पडताना होणारी हालचाल, यांचा तुम्ही आवाज ऐकला आहे का?

3 – 4 दोलने एका सेकंदात म्हणजेच 3 – 4 Hz वारंवारितेचा हा ध्वनी असेल. मनुष्य 20 Hz पेक्षा कमी वारंवािरतेचा ध्वनी ऐकू शकत नाही. वर दिलेल्या सर्व उदाहरणांत दोलने तर झाली आहेत, पण ध्वनी ऐकू आला नाही. याचाच अर्थ हा ध्वनी 20 Hz पेक्षा कमी वारंवारितेचा आहे. ज्या ध्वनीची वारंवारिता 20 Hzपेक्षा कमी असते अशा ध्वनीला अवश्राव्य ध्वनी (Infrasonic sound) असे म्हणतात. 20 Hz पेक्षा कमी वारंवारितेचे ध्वनी व्हेल मासे, हत्ती, गेंडा या प्राण्यांद्वारे काढले जातात.

श्राव्यातीत/स्वनातीत ध्वनी (Ultrasonic/Supersonic sound)

20,000 Hzपेक्षा अधिक वारंवारितेच्या ध्वनीला श्राव्यातीत किंवा स्वनातीत ध्वनी म्हणतात. अशा प्रकारचे ध्वनी मनुष्य ऐकू शकत नाही; परंतु काही प्राणी उदाहरणार्थ, कुत्रा हा अशा प्रकारचे ध्वनी ऐकू शकतो.